Введение к работе
Актуальность. Увеличение надежности двигателей летательных аппаратов тесно связано с проблемой снижения вибронапряженности их деталей и узлов. Наиболее действенным способом снижения вибраций является конструкционное демпфирование, на принципах которого основана работа специальных устройств - многослойных демпферов, созданных для гашения колебаний роторов, трубопроводов, лопаток турбомашин, а также различных агрегатов.
Эксплуатация многослойных демпферов на авиационных ГТД показала их высокую эффективность. Вместе с тем, свойства указанных демпферов к настоящему времени изучены недостаточно полно. Тот фундамент в науке о конструкционном демпфировании, который к настоящему времени создан трудами отечественных и зарубежных ученых и практиков двигателестроения, открывает новые горизонты непознанного и заставляет новым взглядом смотреть на созданные и эксплуатирующиеся конструкции, пересматривать и совершенствовать технические решения.
Косность мышления, а также недостаток средств иногда приводят к тому, что в модернизированный двигатель с новыми тактико-техническими характеристиками устанавливают старые и, казалось бы, надежные упругодемпферные опоры, получая в результате повышенные вибрации, долгий путь доводки и борьбы с поломками. При этом дискредитируется конструкция демпфера, которая для нового двигателя должна быть просто заново рассчитана и настроена на оптимальное демпфирование в соответствии с изменившимися условиями.
В связи с этим работа, направленная на восполнение недостающих знаний о многослойных демпферах ДЛА, является весьма актуальной. Эта актуальность возросла в последние годы в связи с выходом предприятий аэрокосмического комплекса на международный рынок, где конкуренция черезвычайно сильна.
Цель исследования. Целью работы является повышение надежности ДЛА за счет совершенствования существующих и создания новых современных конструкций упругодемпферных опор, разработки методик их расчета и создания пакета прикладных программ, учитывающих различные виды нагружения, возникающие в процессе реальной эксплуатации.
Задачи исследования.
-
Анализ существующих методов и средств виброзащиты роторов ДЛА.
-
Создание новых конструкций упругодемпферных опор с
многослойными гофрированными пакетами.
-
Разработка математических моделей новых перспективных демпферов ДЛА при различных (не изученных ранее) видах нагружения с учетом последних достижений теории конструкционного демпфирования.
-
Создание пакета прикладных программ на базе созданных математических моделей для автоматизации расчета характеристик демпферов.
-
Создание нового и доработка существующего экспериментального оборудования для исследования разработанных конструкций демпферов.
6. Рассчетное и экспериментальное исследование созданных
демпферов и сравнение полученных результатов.
7. Обобщение и расширение опыта проектирования,
эксплуатации и применения многослойных демпферов ДЛА в качестве
высокоэффективных средств виброзащиты в авиационной и ракетно-
космической технике (АиРКТ), машиностроении и на транспорте.
8. Углубление знаний о многослойных демпферах ДЛА как о
сложной, практически используемой системе конструкционного
демпфирования.
Научная новизна. В диссертационной работе на базе последних достижений конструкционного демпфирования проведен детальный анализ существующих и перспективных средств виброзащиты роторов ДЛА, а также методов их исследования и расчета.
Создан ряд новых конструкций упругодемпферных опор ДЛА, основанных на базе современных знаний науки о конструкционном и гидродинамическом демпфировании.
Разработаны математические модели созданных перспективных демпферов и новые методики расчета их характеристик при различных, не изученных ранее видах сложного нагружения.
Созданы пакеты прикладных программ для
автоматизированного проектирования демпферов ДЛА и проведены их широкие рассчетные исследования.
Получены новые, не известные ранее теоретические и экспериментальные результаты, позволившие существенно расширить диапазон знаний о изученной в работе системе конструкционного демпфирования.
Практическая ценность. Практическая ценность научных разработок характеризуется рядом созданных высокоэффективных средств виброзащиты, эксплуатирующихся в АиРКТ, машиностроении и на транспорте.
Разработанное автором программное обеспечение по расчету характеристик различного вида многослойных демпферов при различных видах их нагружения позволяет автоматизировать расчеты на
стадии проектирования и доводки этих устройств применительно к любым областям техники.
Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили дать практические рекомендации по обеспечению надежности, стабильности и оптимальности режимов работы многослойных демпферов в различных областях техники.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: на 1-й Поволжской научно-технической конференции "Научно-исследовательские разработки и высокие технологии двойного применения" (Самара, СГАУ, 1995 г.); 26-м Международном научно-техническом совещании по динамике и прочности двигателей (Самара, 1996 г.); 4-м украино-российско-китайском симпозиуме по космической науке и технологии (Киев, 1996 г.); Международной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития двигателестроения в Поволжском регионе" (Самара, СГАУ, 1997 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликована одна монография и 8 научных статей. Конструктивные разработки защищены авторскими свидетельствами на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения с общими выводами по работе, списка использованной литературы из 179 наименований. Общий объем диссертации - 208 страниц, содержит 200 рисунков и 5 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка математических моделей и исследование перспективных конструкций многослойных гофрированных демпферов двигателей летательных аппаратов
